肝脏药物代谢功能与临床个体化用药

武警北京总队医院（100027）陈淑云 陈激扬 采云 李鹏宇

药物代谢的主要场所是肝脏，肝脏对药物的代谢转化主要依赖于微粒体中的细胞色素P450混合功能氧化酶（又称多功能氧化酶，简称P450酶或者药物代谢酶），是药物代谢的第一相关酶，关系到身体对药物的氧化代谢、生物活化和消除物质毒性等环节。

P450酶是个大酶系，涉及药物代谢的P450酶主要有： CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4、CYP3A5。

1 P450酶的多态性

P450酶存在大量等位基因，因基因缺失、单核苷酸多态性及基因重组等原因造成其多态性。根据P450酶的基因多态性，将用药人群分为四种代谢表型：广泛型（EM、正常），中间型（IM 、较慢），超级型（UM、较快），不良型（PM、最慢），慢代谢者对药物代谢速率过慢，导致药物血药浓度过高，引起药物不良反应。快代谢者对药物的代谢速率过快，导致药物治疗效果差。虽然用药剂量根据患

者的年龄、性别、饮食、临床反应状况不同有所差别，但P450酶基因多态性是造成药物疗效和毒副作用存在个体差异的关键原因，这些基因型和表型在人群中的差异直接或间接地影响临床药物的治疗效果，是个体化用药的理论基础[1]。

2 材料与方法

2.1 材料 采集临床用药后患者的三个不同时期静脉全血2ml，EDKA抗凝剂，4℃低温保存。

2.2 方法

2.2.1 人体DNA提取 取EDTA抗凝的静脉全血0.4ml充分混合。加入1ml红细胞裂解液，颠倒混匀5分钟，置于离心机中，离心16500r/min，弃上清液，加入0.2ml白细胞裂解液至所分离的单个细胞，提取总DNA。

2.2.2 Real-Time测定P450酶六种亚族单核甘酸多态性 仪器为：美国应用生物系统公司的ABI- 7900HT型PCR仪。耗材为：ABI-7900HT机型专用荧光反应管。微量移液器：德国eppendorf公司。DNA模板量为0.5ug于20ug反应体系中，进行PCR扩增。所用引物如：CYP2C9。选取的靶序列为：L：5‘- AGATACCTTGAC-3’ R1: 5‘-AGATACC-3’ R2: 5‘- AGATACA-3’（下划线处为断开）。在引物中加入MGB探针，增强特异性和准确性，避免假阳性的结果出现。

2.2.3 Real-time PCR过程如下：经过40次循环。退火温度为：95℃。同时进行阴性及阳性对照：阴性对照防止系统污染，阳性对照避免假阳性出现，见附图。

附图 CYP2C9 的PCR荧光结果图

3 肝脏的药物代谢与临床的关系

P450酶的基因多态性造成各个基因型不同酶的活性有所不同（活性由基因型决定），使药物在体内的生物转化过程中产生较大差异[2]。

3.1 苯妥英钠[3]：该药通过CYP2C9、CYP2C19代谢。通过不同基因型患病人群的苯妥英钠剂量和血药浓度关系进行分类研究，得出不同基因型相关的苯妥英钠用药参考剂量范围。标准化的苯妥英钠的正常剂量为10.00～18.02mg /(kg"d) ：CYP2C19弱代谢型者为5～6 mg/ (kg"d)；CYP2C9弱代谢型者为3～4 mg/ ( kg"d)；两种酶均属弱代谢型者为2～3mg/( kg"d )。

所有患者血药浓度达稳态后，测得血药浓度均为正常值之内。虽然给药剂量未达到标准剂量，但血药浓度却在有效浓度范围内，且随访半年，症状一直控制良好。

3.2 美托洛尔：通过CYP2D6代谢，常规用药剂量为25mg/次，2次/天。超级型代谢者（较快）：参考剂量为常规剂量的140%；广泛型代谢者（正常）：按临床表现服用。参考剂量为常规剂量的60%～100%；中间型代谢者（较慢）：参考剂量为常规剂量的30%。

3.3 普罗帕酮[4]（替代药物解决）: 一女性老年患者，既往心肌梗塞史6个月，因严重胸骨后疼痛急诊入院，诊断：心前壁梗塞。3天ICU监护后，因室性心律失常转入心血管病房，采用普罗帕酮300mg tid治疗。用药后第4天，突然出现心源性休克、肺水肿、III度传导阻滞，再次进入ICU。检测普罗帕酮血浆浓度发现，＞6000ng/ml，是同一剂量预期浓度的8～10倍。后检测出该名患者CYP2D6为TT纯合子（表型较慢）、CYP3A4为TT野生型（表型正常），停用普罗帕酮5天后改善。持续的室性心律失常改用乙胺碘呋酮替代治疗，恢复出院。

通过上述病例我们就能看出P450酶的表型差异表现出的临床个体用药差异。如果酶的活性较低，正常药剂量的情况下会造成血药浓度偏高，药物副作用明显。如果酶的活性较强，在常规药剂量的情况下，血药浓度无法达到正常水平，药物疗效无法发挥。

我们可以将P450酶作为药效和副作用评价的生物标志物之一，在选择治疗药物之前，对患者的CYP450进行基因分型，充分了解个体药物代谢表型，预先得到患者对药物反应的特征，寻找符合个体的药物及药物组合进行治疗，从分子生物层面的基因水平解决药效和副作用个体差异的问题。

4 P450酶与药物的相互作用

药物相互作用是指2种或2种以上药物同时使用时相互干扰，影响代谢环节，使疗效增强或减弱的情况，最常见的原因是P450的诱导和抑制[5]。药物对酶的诱导增加了该亚型酶的活性，从而使另一个通过该亚型酶代谢的药物浓度降低，使该药物作用降低，影响疗效；药物对P450酶的抑制则增加了该亚型代谢的药物的浓度，延长药理作用时间，导致半衰期延长，血药浓度增高并增加药物的不良反应。因此，细胞色素P450系统在药物相互作用方面发挥重要的作用，酶抑制引起的药物相互作用占全部相互作用的70%，酶诱导引起的相互作用约占23%，其他则占7%。P450酶抑制是引起药物不良反应的最常见原因。

4.1 β受体阻断剂类与抗心律失常药：奎尼丁 β受体阻断剂类（如：美托洛尔），美托洛尔通过P450酶的CYP2D6这个亚型的酶代谢；奎尼丁是通过CYP3A4代谢的，但奎尼丁同时是CYP2D6的抑制剂。

如果两种药物合用，奎尼丁就会抑制CYP2D6酶的活性使它的活性降低，导致美托洛尔在CYP2D6参与的代谢过程中代谢速度降低。临床表现就是美托洛尔血药浓度升高，药物半衰期延长，毒副作用明显增加。

解决方案：①考虑避免两种药物一起合用。②合用时建议减小美托洛尔的药剂量。

4.2 钙拮抗剂类与苯妥英钠 钙拮抗剂类（如：尼卡地平）在CYP3A4代谢，苯妥英钠在CYP2C9和CYP2C19代谢，它同时是CYP3A4诱导剂。如果两种药物合用，苯妥英钠就会诱导CYP3A4酶，使它的活性升高导致药物代谢速度增加。临床表现就是尼卡地平血药浓度降低，药物疗效无法达到临床效果。

解决方案：①考虑避免两种药物一起合用。②合用时建议增加钙拮抗剂的药剂量。

在临床药物治疗中，合用药物应特别注意由于药物对P450酶的抑制和诱导而引起的药物间相互作用，即联合用药方案中的某一种药物是另一种药物代谢酶的诱导剂或抑制剂，这种相互作用将会显著影响药物的疗效，增加药物毒性。

5 结论

目前，已有众多研究证实人P450酶及其多态性与药物的抗癌效果和毒副作用有密切关联。在已知一种抗癌药物的P450酶遗传信息的基础上，了解患者人P450酶的基因型及表型，并把CYP450的基因型和代谢表型结合起来，对于药物疗效、不良反应和使用安全性，确定药物的配伍、剂量等具有重要意义。此外，在制定联合用药方案时，应注意合用药物对P450酶的诱导与抑制作用，同时结合患者P450酶表型和基因型的具体情况，合理选用药物清单，包括联合用药、给药剂量、给药间隔时间、途径等。

综上所述，认识P450酶在药物代谢中的作用和阐明药物代谢个体差异的分子基础，熟悉细胞色素P450酶的知识，对于保证药物安全有效的使用，临床合理用药，避免药物不良反应和个体化给药方案的实施都具有重要的理论价值和临床应用意义。通过个体基因分型和表型分型而应用于临床实践，给医生针对不同个体选择最合适的药物剂量和药物组合提供重要参考。